圖中所示為落入水中的水滴    來源：Sarp Saydam / 新南威爾士大學

    悉尼的新南威爾士大學的化學家們發(fā)明了一種新的廉價催化劑，這種催化劑有助于電流分解水，從而可以更高效地生產清潔的氫燃料。

    該技術基于涂覆在泡沫電極上的多孔金屬——有機復合材料的超薄切片的創(chuàng)建，研究人員驚喜地發(fā)現：該技術不僅可提高材料的電導率，并且有利于提高其電解水的效率。

    Chuan Zhao副教授是該研究的領導者，他說：“拆分水通常需要兩種不同的催化劑，但是我們的催化劑卻可以同時滿足這兩種反應要求，從而可以直接將水分離成兩種成分：氧氣和氫氣。

    ”我們的制造方法簡單而且通用，因此我們可以用它來生產各種具有超薄納米片陣列的材料，簡稱其為金屬——有機骨架。“金屬有機骨架材料是一類新型的多孔材料，由金屬離子或離子簇與有機配體通過分子自組裝而形成的一種具有周期性網絡結構的晶體材料，具有比表面積高、孔徑可調、可功能化修飾等諸多優(yōu)點，在氣體吸附領域具有廣泛的潛在用途。

    Chuan Zhao 還表示：“與迄今為止報道的其他用來分解水的電催化劑相比，我們此次所研究的催化劑是最高效的。”

    新南威爾士大學的Chuan Zhao, Sheng Chen 博士和Jingjing Duan博士將這一研究報告刊登在”Nature Communications“雜志上。

    對于可再生能源來說，氫氣是非常好的載體，氫氣資源豐富，污染排放為零，并且與其他能源（如太陽能或風能）相比，其更容易儲存。

    由于需要使用最高效的催化劑，因此借助電力來分解水的生產成本很高。迄今為止開發(fā)的催化劑通常都是用貴金屬（如鉑、釕和銥）制成的。

    新南威爾士大學的科學家們開發(fā)的催化劑則是由鎳、鐵和銅等廉價金屬制成的。它們屬于一種多用途的多孔材料，稱為金屬有機骨架，其未來的應用前景將十分廣泛。

    迄今為止，金屬——有機骨架總被認為是不良導體，對于電化學反應并不能起到十分重要的作用。通常，它們被制成散裝粉末的形式，其催化位點深深地嵌入材料的孔內，一般情況下水是很難到達此催化位點的。

    而Zhao的團隊則通過制造金屬——有機骨架的納米厚度的陣列，將上述孔隙暴露在外，從而增加了催化劑與水接觸的表面積。

    Chuan Zhao說：”通過納米工程，我們制作出了這一獨特的金屬有機骨架結構，使我們不僅解決了導電性不好的問題，而且還獲得了活性物質。

    “這是具有開創(chuàng)性的科研成果，使我們能夠證明金屬——有機骨架具有高度導電性。此科研發(fā)現也沖擊了這些材料作為惰性電催化劑的常見概念。”

    金屬——有機骨架具有廣泛應用的潛力，主要應用包括燃料儲存，藥物輸送和碳捕獲等方面。新南威爾士大學科研團隊證實了：它們同樣具有高度導電性，從而又引入了一系列新的對于超出電催化領域的這類材料的應用。

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責任編輯：殷鵬飛

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